基于模块化架构的产品竞争⼒研究_以海信平板彩电为例第3卷第4期2010年8⽉
管理案例研究与评论
Journal of Management Case Studies
Vol.3No.4
Aug.2010基于模块化架构的产品竞争⼒研究
以海信平板彩电为例
欧阳桃花1，杨晓莹2，徐京悦2
(1.北京航空航天⼤学经济管理学院，北京 100191;
2.中国⼈民⼤学商学院，北京 100872)
摘要：进⼊21世纪后，模块化作为引领动态变化时代竞争战略!得到了学术界⼴泛的
关注。本⽂研究旨在以海信为案例研究，从模块化产品架构理论视点，系统揭⽰中国平
板电视的模块化设计与⽣产能⼒形成过程与特征、路径，构建模块化产品架构与企业竞
争优势的理论模型。本⽂认为，模块化产品架构可以给企业带来品种多样、功能先进、
快速上市、⾼质量、低成本等竞争优势。企业系统构建产品品种、功能、速度、质量和成
本等⽅⾯竞争⼒，且在上述五⼤指标⽅⾯实现度!的平衡，在低成本与差异化⽅⾯寻求
产品整体性价⽐最优，从⽽到实现企业竞争优势的新⽅法、新途径。
关键词：模块化产品架构；竞争优势；产品竞争⼒
中图分类号:F270 ⽂献标志码:A ⽂章编号:1674 1692(2010)04 0285 14
0 引⾔
进⼊21世纪后，企业缩短新产品开发时间，为顾客提供快速、低价的定制化产品开发战略，使企业处于标准化、⼤规模⽣产能⼒与定制化、差异化市场需求的两难境地，分解产品架构及相关任务成为很多企业的选择。模块化的⽣产⽅式作为引领动态变化时代竞争战略![1]被提出后，模块化不仅影响价值链中的产业标准，也影响企业长期的技术战略以及竞争策略。近些年来，模块化理论越来越多地被应⽤到⾦融模块化设计的产品举例
、汽车、建筑、飞机制造、互联⽹通讯等诸多产业领域。模块化的思想对于塑造⼀个复杂且不断变⾰的产业结构有着深远的意义[2]。
模块化为平板彩电业的发展带来了新的机遇与挑战。相对传统彩电(CRT)⽽⾔，平板彩电属于⾼技术含量产品。处于产业链上游的显⽰屏长期被外资品牌所控制，在这样的背景下，海信、长虹、康佳等中国彩电企业积极分解产品结构，采⽤模块化设计与制造，重视产品整机制造与市场销售，提⾼企业竞争能⼒。本⽂研究⽬的旨在以海信为案例研究，从模块化产品架构理论视点，系统揭⽰中国平板彩电企业的模块化设计与⽣产能⼒形成过程、原因、路径，构建模块化产品架构与企业竞争优势的理论模型。产品架构是对复杂系统(产品)分解与链接![3]的设计思想。模块化产品架构指分解系统(产品)为若⼲个模块，使模块与模块之间的接⼝标准化，功能与模块之间呈现⼀⼀对应关系。通过模块与模块的多种组合有利于开发多品种
收稿⽇期:2010 05 25
基⾦项⽬：国家⾃然科学基⾦⾯上项⽬(70772092)；教育部⼈⽂社科规划项⽬(07J A630082)；北京航空航天⼤学基本科研业务费专项基⾦(YWF 10 04)。
作者简介：欧阳桃花,⼥，北京航空航天⼤学经济管理学院教授、博⼠⽣导师，研究⽅向为战略管理；杨晓莹,⼥，中国⼈民⼤学商学院硕⼠，研究⽅向为战略管理；徐京悦,⼥，中国⼈民⼤学商学院副教授，
研究⽅向为质量管理。
产品。产品架构的模块化影响企业竞争优势是⼀个长期且系统的过程。⽽迈克尔和波特于1980年提出竞争优势归根结底来源于企业为顾客创造的超过其成本的价值!。企业如何采取模块化产品研发与制造，模块化产品架构与形成企业竞争优势的关键路径与原因是什么?
本⽂以海信为案例研究对象有三点原因：第⼀，海信的平板彩电在中国企业中具有较强竞争⼒，市场份额达到了17.35%，实现了中国平板彩电市场的五连冠!。第⼆，从技术层⾯讲，海信每年将销售收⼊5%持续投⼊到核⼼技术研发领域，技术发明专利达500余
项，其中260余项是在平板电视核⼼领域取得的。第三，平板彩电最重要部件信芯!开发与2007年9⽉液晶模组⽣产线投产，为中国品牌在平板彩电上游资源的博弈中赢得了更多的话语权。海信液晶电视模组投产之后,⽐外购模组成本下降10%以上，整机成本下降5%~6%，同时提⾼产品开发速度。
本⽂案例中所使⽤数据主要取之于三⽅⾯：第⼀，笔者之⼀于2003年、2005年两次实地访谈海信。对海信以索尼为企业标杆，注重研发，在产品性价⽐⽅⾯具有较⼤的竞争优势印象尤为深刻。第⼆，笔者团队从2006年开始多次到北京的国美与苏宁旗舰店，从价格与彩电功能两⽅⾯⽐较海信平板彩电与国际品牌如飞利浦、索尼、松下、夏普、三星的优劣势，与国内品牌长虹、TCL、康佳的优劣势等，发现海信平板彩电竞争优势主要在于性价⽐⽅⾯，同型号产品海信的价格⽐国外品牌低,⽐国内品牌⾼，但功能齐
全。第三，笔者团队于2007年9⽉访谈与实地调研海信中央研究院、平板彩电制造部门。详细调研海信在彩电技术研发、⽣产制造的流程、特征。撰写案例期间，笔者之⼀(杨晓莹)在电话中多次追加调研，以求数据真实性。
1 ⽂献研究与分析框架
1.1 模块化产品架构理论
产品架构理论伴随着模块化⽣产⽅式⽽产⽣。赫尔伯特?西蒙(1962)最早涉及模块化研究，虽然他没有明确提出模块或模块化的概念，但他在⼿表⼯艺⽅⾯的研究对以后学者提出模块化的概念有重要影响。模块化是指半⾃律的⼦系统，通过和其他同样的⼦系统按照⼀定的规则相互联系，从⽽构成更加复杂的系统过程[2]。模块化是系统组成的⼀种⽅式，根据系统对象的不同，模块化可能表现在产品系统中，也有可能表现在企业⽣产系统以及企业关系⽹络系统中。模块化在产品系统中运⽤是产品架构的重要特征之⼀。
产品架构是对复杂系统产品分解与链接!的设计思想，即产品的功能单元组合为实体装置的结构配置，包括功能单元形成物理组件以及相互作⽤的物理组件间的界⾯规格[3]。美国哈佛商学院的Baldw in和Clark针对模块化⽣产⽅式的作⽤发表了他们的开创性的论⽂:#设计的规则：模块化的⼒量?[1]，从此使得模块化设计思想进⼊了主流经济学的研究范围。他们认为三条设计规则决定了复杂产品系统的设计和制造
安排的特点:%结构它定义了⼀个复杂产品由哪⼏个单元组成，并界定了各个单元的功能;&界⾯它定义了单元组件之间的互动⽅式，包括模块间的联系、沟通及协作⽅式;?标准它定义了各个功能单元是否符合设计规则中的测试依据。按对产品结构分解与功能单元之间界⾯的互动⽅式不同，产品架构基本分为模块产品架构(modular pro duct architectur e)与集成产品架构(integ ral pro duct architectur e)。模块产品架构指产品的各个组件分别执⾏单个功能，组件与功能对应关系⾮常明确，如组合⾳响设备、计算机、⾃⾏车等。组件(零部件、模块)之间界⾯是标准化的，通过对现有组件之间进⾏组合，开发多样化产品。集成产品架构指产品的功能单元由多个组件来实现，功能与组件的关系错综复杂。每个组件参与多个功能单元的实现，不是⼀对⼀的关系，且组件之间的相互关系是相当模糊⼜不明确的[3~5]。Mo eller和Mo mme提出了模块化产品架构的概念框架[6]，如图1所⽰。
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图1 模块化产品架构的概念框架
Fig.1 T he conceptual fr amewo rk of mo dular product a rchitectur e
模块化只是产品架构的相对特征，企业采⽤模块化产品架构，有以下⼏⽅⾯优势：能将⾃⾝研发能⼒与组件开发者(零部件供应商)⼴泛⽹络结合起来，缩短产品设计与开发周期；对⽇益增长的复杂技术应付⾃如；通过将单个产品研制和⽣产任务分解为若⼲个⼦系统，使设计者、⽣产者及⽤户都获得了巨⼤的
灵活性；允许在不改变其他组件的情况下，只改变单⼀组件⽽不影响产品的功能；各组件还可以设计成相互独⽴的，有利于模块局部创新[7]。Sanchez 于2002年在其研究中综述了模块化产品架构的好处有：更多的产品品种，更快的技术升级，更⾼的新产品开发速度，节约成本。Ericsso n 和Erixo n阐述了模块化产品架构对于制造商的好处[8]:⾼度的灵活性，因为它可以迅速改变产品的某⼀部分，从⽽可以⽐较容易地适应由于市场或新技术⽽带来的变化；缩短产品开发时间:⼀旦模块之间的界⾯被确定，并⾏的开发⼯作成为可能；产品和⽣产系统的并⾏开发：产品开发计划可以被分解为单个模块的⽣产计划；缩短⽣产时间：模块的并⾏制造取代了流⽔线式的整体⽣产;⽣产环节较少的资本占⽤：由于缩短的时间和原有产品的市场保持；降低原材料和购置成本：组成部分的减少和较⾼的总量意味着购置和管理费⽤的节约；被提⾼的质量：最终组合之前的模块测试由于反馈环节缩短，更容易调试；便利的售后服务、维修和升级：标准化的接⼝使得增加或者替换⼀个模块变得⼗分容易。
模块化产品架构的缺陷。在看到模块产品架构带来利益的同时，也要注意到其局限性。在模块产品架构中，各个模块具有半⾃主的权⼒，在遵循统⼀标准的前提下，同种功能的模块供应商具有很⾼的替代性，客观上决定供应商之间竞争⾮常激烈；模块架构采⽤者不能看到模块化内部的隐藏信息，从⽽加⼤了学习的难度；模块架构⼀旦确定后，界⾯标准很难调整；系统内的组件创新会持续发⽣，系统⽔平创新存在问题，模块化会减缓系统创新的步伐[9]。1.2 模块化产品架构与竞争⼒的相关实证
研究
⽬前国内外学术界对产品架构的理论与实证研究⼤多集中在模块化架构在产业层⾯中的运⽤，在企业(产品)层次中的实证研究稍有涉及。Pil与Cohen从企业竞争优势的⾓度来阐述模块化对模仿创新进⽽对可持续竞争优势的影响，认为:%模块化与产品设计模仿的速度正相关，但模块化带来的产品多样性⼜负向调节模块化和模仿之间的这种正向关系;&模块化与渐进式产品绩效改进的速度和可靠性正相关，也与组件层次和⼦系统层次创新正相关;?通过模块化设计取得的创新优势与企业模块化绩效优势的持久性正相关[10]。
国内学术界研究家电企业竞争能⼒，主要集中于海尔、长虹、TCL等⼤企业。有代表性的应⽤研究主要有：产品结构模块化是释放中国企业低劳动⼒成本优势的重要前提条件之⼀。在竞争策略上，本⼟企业成功地利⽤了价值链的可分性，有效地发挥了低劳
动⼒成本和当地市场知识掌握的优势。我国本⼟的汽车制
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第4期欧阳桃花等：基于模块化架构的产品竞争⼒研究
造企业的产品结构是模块化的，模块化造车的好处在于：降低了成本，加快了车型开发速度,
降低了整车企业的开发风险[11]
。中国家电企业的产品开发模式采⽤型号经理负责制，设计思想都具有模块化产品架构的特征，模块化产品架构是推动企业研发战略与组织架构相互匹
配的关键因素[12]
。⽩雪洁认为中国的电⼦电器企业充分利⽤了模块化⽣产⽅式，以低成本优势嵌⼊到模块化⽣产体系中，将加⼯组装优势发挥到极致，其后果是忽略了模块化具有激励零部件技术创新的作⽤[13]
。1.3 理论分析框架
综上所述，模块化产品架构影响企业竞争
能⼒是⼀个系统性过程，通过企业特有的组织、流程⽽发⽣，同时受到企业⽂化与制度的影响。但到⽬前为⽌，相关的研究主要集中在模块化产品架构概念、分类、功能以及与产业竞争⼒关系等⽅⾯。对模块化产品架构与企业竞争优势关系，模块化产品架构与战略、研发组织、⽣产⽅式的匹配等问题的系统理论与实证研究还不⾜。本⽂在上述⽂献研究基础上，提取模块化产品架构被公认的⼏⼤优缺点如快速上市、降低成本、品种多样、提⾼质量、功能先进等形成本⽂的分析框架，探讨模块化产品架构如何从研发与⽣产两⽅⾯影响企业的竞争优势(见图2)
。
图2 本⽂理论框架
F ig.2 T heo retical framew or k o f this paper
2 海信案例
青岛海信股份有限公司(以下简称海信)为海信集团控股的⼦公司，于1997年4⽉在上海证交所上市%，主要从事电视机、数字⼴播电视设备的研究、开发、制造与销售。2008年海信拥有⼋家国内外控股⼦公司&，年彩电产能为800万台，员⼯约4600⼈。
2.1 平板电视产品架构与海信产品优势
按照通常分解⽅法，平板电视包括液晶和等离⼦?。平板电视由结构、电路和软件三⼤部分组成。结构⼜可以分为前壳、屏、屏蔽罩、机芯板、底座、后壳六⼤模块。其中最核⼼模块是机芯板，它⼜包含⼀系列的更加细⼩的模块，该模块决定了产品差异化功能。具体的架构如图3
所⽰。前壳、屏蔽罩、底座和后壳属于标准化的通⽤零部件，相对⽽⾔技术含量较低。前壳、后壳主要在外观上起差异化的作⽤，也是整个电视的外部保护壳。屏蔽罩在屏和其他组件之间起屏蔽和防⼲扰的作⽤，把各个电路间的相互⼲扰降到最低或为零。底座不与电视主体固定在⼀起，客户可根据⾃⼰需求选择要或者不要。
六⼤模块中最关键部分是屏和机芯板。屏在平板电视成本中占总成本的50%甚⾄60%以上。液晶电视的显⽰部件就是液晶模组，模组就是我们通常所说的液晶显⽰屏或液晶⾯板，相当于CRT 中的显像管。模组主要分为屏和背光灯组件，两部分被组装在⼀起，但⼯作的时候是相互独⽴的(即电路不相关)。液晶显
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第3卷
%&?1996年12⽉23⽇青岛市经济体制改⾰委员会青体改发[1996]129号⽂件批准原青岛海信公司作为发起⼈，采⽤募集⽅式，组建股份有限公司。
⼴东海信电⼦有限公司、淄博海信电⼦有限公司、辽宁海信电⼦有限公司、贵阳海信电⼦有限公司、青
岛海信信芯科技有限公司、海信(北京)电器有限公司、北京海信数码科技有限公司和南⾮海信发展有限公司。
液晶电视与等离⼦的区别：两者之间最主要区别在于⼯作原理的不同，液晶电视是利⽤给液晶充电会改变它的分⼦排列，在不同电流电场作⽤下，液晶分⼦会做规则旋转90度排列，产⽣透光度差别的原理。⽽等离⼦的发光原理和⽇光灯⼀样，是在真空玻璃即放电空间中注⼊惰性⽓体或⽔银⽓体，然后再利⽤施加电压的⽅式，使管内的⽓体产⽣放电。
⽰的原理是背光灯组件发出均匀的⾯光，光通过液晶屏传到⼈的眼睛⾥。屏的作⽤就是按像素对这些光进⾏处理，以显⽰图像。如果掌握了上游模组技术，中国品牌对平板产品的成本控制能⼒将⼤⼤加强。
⽬前液晶模组技术最好的是夏普，其次是三星索尼。海信所⽤的液晶屏和其他国内⼚商⼀样均从三星、夏普等或者台湾⼚商那⾥购买。海信再应⽤⾃主背光灯组件⽣产模组，海信⾃2007年9⽉19⽇投产海信电视液晶模组⽣产线，根据海信液晶模组的发展规划,2009年海信液晶模组年产能达到300万⽚。海信液晶模组发展不仅使中国企业对整机成本的掌控⽐例⼀下⼦提升到了60%以上,⽽且还可以将更多⾃主研发的新技术应⽤到整机产品上，为消费者提供更多个性化、具备突出功能优势的新产品。
机芯板!是海信最凸显⾃⼰技术⼒量的模块。机芯板由很多⼦模块组成，主要包括：主板(相当于电脑上的CPU，起总控制的作⽤)、伴⾳板(处理伴⾳和其他声⾳信号)、电源板(各个功能的电量来源)、信号板
、遥控板、按键板、端⼦板(起转接作⽤，主要涉及⼀些额外功能,⽐如DVD 功能的插⼝处)、U SB 板、录放板。其中，主板是最主要的⼦模块，是体现产品功能差异化的关键所在。⽬前海信具有⾃⼰设计、研发和⽣产机芯板的能⼒。
海信通过掌握机芯板和模组这两个电视核⼼部分，优化产品、提⾼效率、降低成本,⼒图改变中国彩电业的现状，提升海信彩电
的全球竞争⼒。
图3 海信平板电视产品架构图
F ig.3 T he pr oduct str ucture diag ram of H isense f lat panel T V
资料来源：根据访谈记录绘制
2.2 海信的研发组织架构
多媒体研发中⼼是海信下属的研发机构。截⾄2007年9⽉，海信员⼯总数达4600⼈左右，其中多媒体研
发中⼼技术⼈员约350⼈(不包括⽣产、采购等部门技术⼈员)，约占员⼯总数的8%。研发⼈员平均年龄为28岁。90%具有本科或者本科以上学历,25%具有硕⼠或者博⼠学历。⼀年⽴项研发的新产品约300项。
2.2.1 研发中⼼组织架构
研发中⼼组织架构由产品开发部、技术研究部、⽹络多媒体事业部组成(见图4)。其中⽹络多媒体事业部是新建的，主要从事海信整体家居、⽹络家电等未来发展⽅向研发。技术研究部是技术导向，主要从事新技术或者超前技术的研发，开发预研产品。⽐如信芯!%就是由这个部门开发成功的。
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% 信芯!是海信推出的中国⾳视频领域第⼀块具有⾃主知识产权的数字电视处理芯⽚，它⼤⼤降低了整机电视成本。进⼝的彩电芯⽚单价超过10美元,⽽海信的信芯!只要5美元(资料来源:2008年9⽉访谈)。
图4 海信多媒体研发中⼼组织架构图F ig.4 Hisense R &D o rg anizat ion char t 资料来源:2007年9⽉根据访谈记录整理
产品开发部，约占研发中⼼总⼈数的三分之⼆，下属三个部门：项⽬管理所、产品所和公共平台所。项⽬管理所的成员⼀般担当项⽬经理的职务，组建开发团队，领导新产品的开发。产品所主要负责新产品开发中的电路设计等⼀些传统的研发⼯作，根据产品类别划分为LCD 、CRT 、PPC 、投影、液晶、出⼝机六个分属部门。为解决产品开发过程中的模块化推⼴与标准化问题,2006年成⽴了公共平台所，主要从事公共的软件开发、公共平台的构建、模块化
等⼯作。⽐如结构所要研究结构平台的标准化；软件所也要研究软件平台的标准化；平台所
既要研究通⽤平台，为减少元器件的品种也要研究通⽤的元器件。
2.2.2 产品开发管理程序
海信新产品开发采⽤项⽬负责制，每开发⼀个新产品都会成⽴项⽬组，项⽬经理全权负责，项⽬经理参与新品开发的各个阶段，从概念设计完成到批量⽣产。截⾄访谈时，海信的原⽣机种开发流程如图5
所⽰。
图5 海信新产品开发流程
F ig.5 Hisense new pr oduct development pro cess
资料来源：海信内部
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第3卷
上述流程框图是全新产品(A 类项⽬)开发的流程框图。流程框图中的菱形表⽰项⽬开发的⾥程碑阶段，基于项⽬经理汇报项⽬进展，项⽬总负责⼈决定该⾥程碑是否通过并给予点评及指⽰。整个产品开发流程涉及的⼈员有：多媒体研发中⼼总经理(总负责⼈)、项⽬经理、产品经理、初始采购、电路设计⼯程师、结构设计⼯程师、软件设计⼯程师、成本⼯程师、⼯艺⼯程师、DQE ⼯程师、模具⼯程师及其他职能⼈员。
(1)概念启动。产品经理主要负责概念启动前的⼯作，形成#产品开发需求书?，提交并经多媒体研发中⼼总经理批准，该项⽬就正式启动。
(2)项⽬启动。根据项⽬启动!⾥程碑会议的结论，项⽬团队继续设计的改进并开模。主要对草样机的结构、电流和软件⽅⾯进⾏测试。根据测试结果，由电路、软件、结构开发经理安排进⾏设计审查，根据结论制定⼀定数量
的正式样机。⼀旦就质量、可靠性、可制造性设计(DFM)、电磁兼容和安全设计等得出的结果进⾏了评价，项⽬团队认同产品符合规格，且达到了所需的设计成熟度，就可以召开设计放⾏!⾥程碑会议。
(3)上市放⾏。其⽬的在于对⾸批量产的产品进⾏评价并正式投⼊市场。在证明项⽬已达合格⽔平时，由项⽬经理提出召开上市放⾏!⾥程碑会议，由产品经理部总经理或其代表主持会议。对上市放⾏!之后的后续⼯作要提出计划与期限。此后，该产品正式进⼊批量⽣产状态。产品开发项⽬团队⾄此任务结束。2.3 海信的⽣产制造
2.3.1 ⽣产制造部基本概况
海信⽣产制造部主要负责⽣产平板和CRT 产品,⽣产制造部共有员⼯3590⼈，平均年龄20岁左右。其中平板事业部有1592
⼈,CRT 有1998⼈，其中管理⼈员将近100⼈%。组织架构如图6
所⽰。
图6 ⽣产制造部组织架构
F ig.6 Or ganizational st ruct ur e of the manufacturing secto r
资料来源：据访谈记录整理
其中1、2车间是最重要的两个车间,3车间主要为1、2车间提供彩电产品的上游零部件,4车间主要⽣产电视机的关联产品，如机顶盒、智能信号机、POS 机等。海信共有13条⽣产电视机的流⽔线，除此之外，还有机顶盒、POS 机、信号机三条线体。
2.3.2 模块⽣产车间⼯艺流程图模块⽣产车间主要⽣产机芯板。主板、电源板、按键板等基本在此车间⽣产。每条⽣产线都可以⽣产机芯板中的许多种部件，其⽣产流程基本⼀样。⾸先是⾃动化阶段，由机器对
空⽩印制板进⾏⾃动贴装，贴装完成之后，进⾏在线测试(简称ICT，主要测试机器贴装的器件是否存在本⾝不良的问题，或者是否有漏贴)，然后是⼿插，因为存在⼀些异形件需要⼿⼯往上插，接着是波峰焊接程序，这个过程由机器完成，最后是功能测试，测试该模块板的功能实现。按照正常思维，最终的模块板应该放在电视机中进⾏检验，但是海信简化了这⼀步骤，有专门的仪器，把模块板贴上去其效果和
在电视中检验⼀样。最后检验没问题后就送去整机车间进⾏组装。其全部制造流程如图7所⽰。
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第4期
欧阳桃花等：基于模块化架构的产品竞争⼒研究
%2007年9⽉访谈数据。

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